RU2488132C2 - Mobile voltage impulse and surge-current generator - Google Patents

Mobile voltage impulse and surge-current generator Download PDF

Info

Publication number
RU2488132C2
RU2488132C2 RU2010116003/07A RU2010116003A RU2488132C2 RU 2488132 C2 RU2488132 C2 RU 2488132C2 RU 2010116003/07 A RU2010116003/07 A RU 2010116003/07A RU 2010116003 A RU2010116003 A RU 2010116003A RU 2488132 C2 RU2488132 C2 RU 2488132C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
gin
arresters
capacitors
package
Prior art date
Application number
RU2010116003/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010116003A (en
Inventor
Андрей Николаевич Чулков
Игорь Александрович Смирнов
Андрей Александрович Виноградов
Original Assignee
Андрей Александрович Виноградов
Игорь Александрович Смирнов
Андрей Николаевич Чулков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Александрович Виноградов, Игорь Александрович Смирнов, Андрей Николаевич Чулков filed Critical Андрей Александрович Виноградов
Priority to RU2010116003/07A priority Critical patent/RU2488132C2/en
Publication of RU2010116003A publication Critical patent/RU2010116003A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488132C2 publication Critical patent/RU2488132C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: features of mobile voltage impulse and surge-current generator (MVISCG) in field conditions allow shaping of full-scale current pulses similar to currents occurring in equipment and grounds with earthing network in result of lightning discharge.
EFFECT: creation of mobile test laboratories in compliance with procedures for designed, operating or reinstalled high-voltage equipment, equipment of ground- and sea-based space complexes, communication means and other facilities at their working places.
12 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к прикладной электротехнике. Более конкретно, мобильный генератор импульсных напряжений и токов (М-ГИН) относится к приборам испытания электротехнического оборудования и их систем молниезащиты. Характеристики М-ГИН позволяют создавать в полевых условиях полномасштабные импульсы тока, аналогичные токам, возникающим в оборудовании и грунтах контуров заземления от попадания молнии.The invention relates to applied electrical engineering. More specifically, a mobile pulse voltage and current generator (M-GIN) relates to devices for testing electrical equipment and their lightning protection systems. The characteristics of M-GIN allow you to create full-field current pulses in the field, similar to the currents that occur in equipment and soils of ground loops from lightning.

М-ГИН позволяет создать мобильные лаборатории для испытаний согласно регламентам проектируемого, действующего и вновь устанавливаемого высоковольтного оборудования, оборудования космических комплексов наземного и морского базирования, средств связи и других объектов непосредственно на их рабочих местах, т.е. без демонтажа и доставки оборудования на специализированные испытательные стенды.M-GIN allows you to create mobile laboratories for testing in accordance with the regulations of the designed, current and newly installed high-voltage equipment, equipment of space complexes of land and sea based, communications and other objects directly at their workplaces, i.e. without dismantling and delivery of equipment to specialized test benches.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время для испытания оборудования на предмет определения степени надежности молниезащиты объекта (грозоупорности) производят расчленение оборудования на отдельные компоненты, которые транспортируются и испытываются отдельно друг от друга на специализированных испытательных стендах. Как правило, регламентом требуются полномасштабные испытания молниезащиты оборудования, что можно сделать только в стационарных условиях в нескольких специализированных испытательных центрах в мире. В этих центрах для генерации импульса высокого напряжения, который создавал бы импульсы тока в оборудовании, аналогичные токам от прямого удара природной молнии, применяют мощные генераторы импульсных напряжений (ГИН) с энергией больше 1 МДж. Стационарные ГИН имеют большие размеры и массу, порядка 50 т и более [1-11]. Для мобильных средств испытания схемно-конструктивные решения этих ГИН не приемлемы. Мобильные лаборатории для полномасштабных испытаний систем молниезащиты по этой причине отсутствуют, в результате чего отсутствуют базы данных о растекании импульсных токов в реальных контурах заземления, отсутствуют расчетные формулы и методики. Существующие на сегодняшний день методики для расчета импульсных токов молнии имеют неприемлемо большую погрешность. Как свидетельствует опыт эксплуатации, доля грозовых отключений составляет от 20 до 50% общего числа отключений воздушных линий электропередачи (ВЛ). Грозовые отключения негативно сказываются на эксплуатации, как самих линий, так и подстанционного оборудования, снижая ресурс работы выключателей, вторичной аппаратуры и т.д.Currently, to test equipment for determining the degree of reliability of lightning protection facility (lightning resistance), the equipment is divided into individual components, which are transported and tested separately from each other at specialized test benches. As a rule, the regulations require full-scale testing of equipment lightning protection, which can only be done under stationary conditions in several specialized test centers in the world. In these centers, powerful pulsed voltage generators (GIN) with an energy of more than 1 MJ are used to generate a high voltage pulse that would create current pulses in equipment similar to currents from a direct shock of natural lightning. Stationary GINs are large in size and mass, of the order of 50 tons or more [1-11]. For mobile testing facilities, the circuit design solutions of these GINs are not acceptable. There are no mobile laboratories for full-scale testing of lightning protection systems for this reason, as a result of which there are no databases on the spreading of pulsed currents in real ground loops, and there are no design formulas and methods. Existing methods for calculating pulsed lightning currents have an unacceptably large error. According to operating experience, the proportion of lightning blackouts is from 20 to 50% of the total number of blackouts of overhead power lines (OHL). Thunderstorms negatively affect the operation of both the lines themselves and the substation equipment, reducing the service life of circuit breakers, secondary equipment, etc.

Ближайшим прототипом ГИН является патентованное изобретение [3], см. Фиг.1. ГИН состоит из металлического корпуса 1, заполненного трансформаторным маслом, компенсатора объема 2, крышки корпуса 3. Выходной импульс напряжения выведен через разъемное соединение 5, имеющее пояс Роговского 4. ГИН имеет высоковольтный ввод 7 для зарядки конденсаторов, и электрический ввод 6 для управляющих электродов разрядников. Этот ГИН массой около 1 т имеет максимальное выходное напряжение 1,2 MB и максимальную запасаемую им энергию 1 кДж. Такие параметры не позволяют полномасштабно имитировать токи от удара молнии. Других транспортируемых ГИН, но с большими параметрами по напряжению и энергии в импульсе нет.The closest prototype GIN is a patented invention [3], see Figure 1. The GIN consists of a metal housing 1 filled with transformer oil, a compensator for volume 2, a housing cover 3. The output voltage pulse is output through a detachable connection 5 having a Rogowski belt 4. The GIN has a high-voltage input 7 for charging capacitors, and an electric input 6 for the control electrodes of the arresters . This GIN weighing about 1 ton has a maximum output voltage of 1.2 MB and a maximum stored energy of 1 kJ. Such parameters do not allow full-scale simulation of currents from a lightning strike. There are no other transported GINs, but with large parameters in terms of voltage and energy, per pulse.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Электрическая схема М-ГИН выполнена по схеме Аркадьева-Маркса каскадного умножения напряжения с некоторыми дополнениями. В отличие от прототипа [3] М-ГИН обладает мобильностью и большими параметрами по напряжению и энергии в импульсе, см. Фиг.2. М-ГИН в рабочем положении устанавливается вертикально. М-ГИН состоит из корпуса 1 из диэлектрического материала с развитой наружной поверхностью, препятствующей поверхностному пробою. В корпусе 1 размещены конденсаторы 5 и резисторы 4, укрепленные между диэлектрическими пластинами 2 и 7. Пластины 2 и 7 образуют одинаковые по форме и содержанию коробки в виде дисков, которые в свою очередь укреплены слоями на центральной, несущей весовую и динамическую нагрузки, опорной трубе 8 или соединены между собой штангами 12 из диэлектрического материала. Опорная труба 8 выполнена из диэлектрика, внутрь которой, например, выведены клеммы 13 разъемов для подключения ответных клемм 14 от разрядников 15. Каждый разрядник 15 подсоединяется к соответствующей батарее конденсаторов 5. Корпус 1 генератора установлен на опорном основании 16. Выходной импульс напряжения выводится на электрод 10, который расположен на патрубке 11 на расстоянии от земли, которое исключает пробой. Опорная труба 8 герметично соединена с одной стороны с опорным основанием 16 и с другой стороны через подвижное соосное уплотнение с люком 9 в верхней части корпуса таким образом, что объемы корпуса и патрубка герметично отделены от объема опорной трубы. В опорной трубе 8 установлен блок разрядников 15 внутри трубы, на которой имеются клеммы 14, соединяющиеся с заданным усилием с помощью управляемых зажимов с соответствующими клеммами 13 от батарей конденсаторов 5. В походном положении на транспортном средстве М-ГИН находится на ложементе 17 горизонтально, см. Фиг.3.The M-GIN electrical circuit is made according to the Arkadyev-Marx cascade voltage multiplication scheme with some additions. In contrast to the prototype [3] M-GIN has mobility and large parameters in terms of voltage and energy per pulse, see Figure 2. M-GIN in the working position is installed vertically. M-GIN consists of a housing 1 of a dielectric material with a developed outer surface that prevents surface breakdown. In the housing 1 there are capacitors 5 and resistors 4, mounted between the dielectric plates 2 and 7. The plates 2 and 7 form the same in shape and content boxes in the form of disks, which, in turn, are reinforced by layers on the central supporting weight and dynamic load support pipe 8 or interconnected by rods 12 of dielectric material. The support tube 8 is made of a dielectric, inside of which, for example, terminals 13 of the connectors for connecting the response terminals 14 from the arresters 15 are output. Each spark gap 15 is connected to a corresponding capacitor bank 5. The generator housing 1 is mounted on the support base 16. An output voltage pulse is output to the electrode 10, which is located on the pipe 11 at a distance from the ground, which eliminates the breakdown. The support pipe 8 is hermetically connected on one side to the support base 16 and, on the other hand, through a movable coaxial seal with a hatch 9 in the upper part of the housing so that the volumes of the housing and the pipe are hermetically separated from the volume of the support pipe. In the support pipe 8, a block of arresters 15 is installed inside the pipe, on which there are terminals 14, connected with a predetermined force by means of controlled clamps to the corresponding terminals 13 from the capacitor banks 5. In the stowed position on the vehicle, the M-GIN is horizontal on the lodgement 17, cm Figure 3.

От известных конструкций генераторов импульсных токов [1-11], М-ГИН имеет следующие отличия:From the known designs of pulse current generators [1-11], M-GIN has the following differences:

- корпус 1, см. Фиг.2, соединен фланцем с опорным основанием 16, выполнен герметичным из диэлектрического материала и имеет наружную поверхность, форма которой препятствует поверхностному пробою;- the housing 1, see Figure 2, is connected by a flange to the support base 16, is sealed from a dielectric material and has an outer surface, the shape of which prevents surface breakdown;

- в рабочем состоянии на поверхности земли корпус помещен на опорном основании и имеет в верхней части для вывода электрического импульса электрод 10, который укреплен на конце патрубка 11, соединенного с корпусом 1 и электродом 10 герметично;- in working condition on the surface of the earth, the housing is placed on a support base and has an electrode 10 in the upper part for outputting an electrical impulse, which is mounted on the end of the pipe 11 connected to the housing 1 and the electrode 10 hermetically;

- патрубок 11 выполнен из диэлектрического материала и имеет наружную поверхность, форма которой препятствует поверхностному пробою;- the pipe 11 is made of dielectric material and has an outer surface, the shape of which prevents surface breakdown;

- в корпусе конденсаторы 5 и резисторы 4 (элементы генератора) размещены в плоских одинаковых коробках (например, для цилиндрической формы корпуса в виде дисков) между пластинами 2 и 7 из прочного диэлектрического материала, которые вместе с коробкой являются прозрачными для перемещения газообразного диэлектрика, которым заполнен внутренний объем корпуса и патрубка;- in the case, capacitors 5 and resistors 4 (generator elements) are placed in identical flat boxes (for example, for a cylindrical case in the form of disks) between plates 2 and 7 of durable dielectric material, which together with the box are transparent to move the gaseous dielectric, which the internal volume of the housing and the nozzle is filled;

- коробки (диски) с элементами генератора через их сквозные отверстия соосно вдоль продольной оси корпуса укреплены на опорной трубе, которая герметично соединена с одной стороны с опорным основанием 16 и с другой стороны через подвижное соосное уплотнение с люком 9 в корпусе 1 таким образом, что внутренний объем опорной трубы отделен от внутреннего объема корпуса;- boxes (disks) with generator elements through their through holes coaxially along the longitudinal axis of the housing are mounted on a support pipe, which is hermetically connected on one side to the support base 16 and on the other hand through a movable coaxial seal with a hatch 9 in the housing 1 so that the internal volume of the support pipe is separated from the internal volume of the housing;

- пластины 2, 7 из прочного диэлектрического материала в коробках (дисках) по их периметру имеют пневматически (гидравлически) управляемые распоры 3, которые обеспечивают фиксацию элементов генератора и равномерное распределение нагрузки от них на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса 1 во время транспортировки и установки в вертикальное положение;- plates 2, 7 of strong dielectric material in the boxes (disks) around their perimeter have pneumatically (hydraulically) controlled spacers 3, which ensure the fixation of the generator elements and the uniform distribution of the load from them to the inner cylindrical surface of the housing 1 during transportation and installation in a vertical position;

- в опорной трубе 8 помещен пакет разрядников 15, имеющий форму цилиндра с выступающими на его поверхности по винтовой линии контактами 14 разъемов от клемм подключения разрядников 15;- in the support tube 8 is placed a package of arresters 15, having the shape of a cylinder with protruding on its surface along the helical line contacts 14 of the connectors from the connection terminals of the arresters 15;

- в сквозных отверстиях коробок имеются ответные к пакету разрядников контакты 13 разъемов, которые, за счет поворота на заданный угол одинаковых коробок (дисков) относительно оси их сквозных отверстий, расположены по винтовой линии, аналогичной как у пакета разрядников, таким образом, чтобы было возможным устанавливать пакет разрядников в опорную трубу 8 через люк 9 в корпусе 1 без удаления из объема корпуса газообразного диэлектрика;- in the through holes of the boxes there are contacts 13 of connectors that are reciprocal to the package of arresters, which, due to rotation of the same boxes (disks) by a given angle relative to the axis of their through holes, are located along a helical line similar to that of the package of arresters, so that it is possible install the package of arresters in the support tube 8 through the hatch 9 in the housing 1 without removing from the body volume of the gaseous dielectric;

- ответные (одноименные) контакты разъемов от разрядников и коробок соединяются через промежуточные клеммы (электроды), которые герметично встроены в стенку опорной трубы, контакты разъемов имеют пневматические или гидравлические зажимы, сжимающие клеммы с таким усилием, которое обеспечит требуемый контакт для протекания максимального тока разряда конденсаторов;- response (same) contacts of connectors from arresters and boxes are connected through intermediate terminals (electrodes) that are hermetically integrated into the wall of the support pipe, connector contacts have pneumatic or hydraulic clamps, compressing the terminals with such a force that will provide the required contact for the maximum discharge current to flow capacitors;

- ответные к пакету разрядников контакты соединены с конденсаторами и резисторами в коробке (диске) таким образом, что в момент срабатывания разрядников цепочка параллельно включенных для зарядки конденсаторов во всех коробках (дисках) перестраивается в цепочку последовательно включенных конденсаторов заданной общей емкости;- the contacts responding to the package of arresters are connected to the capacitors and resistors in the box (disk) in such a way that at the moment of the operation of the arresters, the chain of capacitors connected in parallel for charging capacitors in all boxes (disks) is rearranged into a chain of series-connected capacitors of a given total capacity;

- внутренние объемы корпуса генератора с патрубком, опорной трубы и пакета разрядников выполнены таким образом, который позволяет раздельно заполнять и регулировать в этих объемах давление газообразного диэлектрика со стороны основания генератора;- the internal volumes of the generator housing with a nozzle, a support pipe and a package of arresters are made in such a way that allows separately filling and regulating in these volumes the pressure of the gaseous dielectric from the side of the generator base;

- пакет разрядников обладает как минимум двумя модификациями включения разрядников: электрическим потенциалом и лучем лазера, направленным по осевому каналу между электродами всех разрядников в пакете;- the package of arresters has at least two modifications of the inclusion of arresters: electric potential and a laser beam directed along the axial channel between the electrodes of all arresters in the package;

- в рабочем положении генератор находится относительно продольной оси его корпуса 1 вертикально и электрод 10 выходного напряжения за счет необходимой длины патрубка 11 расположен от заземленного основания 16 корпуса на таком изоляционном промежутке, который исключает пробой импульсом максимального напряжения, вырабатываемого генератором;- in the working position, the generator is relative to the longitudinal axis of its housing 1 vertically and the electrode 10 of the output voltage due to the required length of the nozzle 11 is located from the grounded base 16 of the housing at such an insulating gap that prevents breakdown by a pulse of the maximum voltage generated by the generator;

- в походном положении, см. Фиг.3, на транспортном средстве генератор находится относительно продольной оси корпуса горизонтально на ложементе 17;- in the stowed position, see Figure 3, on the vehicle the generator is located relative to the longitudinal axis of the housing horizontally on the tool tray 17;

- ложемент имеет подъемный механизм и пневматически управляемые захваты корпуса генератора такой конструкции, которая исключает подвижность корпуса генератора относительно ложемента, повреждение наружной поверхности корпуса при транспортировке и установке генератора в вертикальное положение.- the lodgement has a lifting mechanism and pneumatically controlled grips of the generator casing of such a design that excludes the mobility of the generator casing relative to the lodgement, damage to the outer surface of the casing during transportation and installation of the generator in a vertical position.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

М-ГИН может быть применен для получения банка данных:M-GIN can be used to obtain a data bank:

- по импульсным электрическим характеристикам грунтов, зданий, сооружений, водных и воздушных судов при прямых ударах молнии;- by impulse electrical characteristics of soils, buildings, structures, water and aircraft with direct lightning strikes;

- об электрической прочности линейной изоляции линий электропередачи при воздействии широкого спектра грозовых перенапряжений;- on the electric strength of the linear insulation of power lines when exposed to a wide range of lightning surges;

- о надежности защиты от прямых ударов молнии сложных систем молниеотводов;- on the reliability of protection against direct lightning strikes of complex systems of lightning rods;

- и других данных, необходимых для расчетов и надежной работы систем молниезащиты оборудования.- and other data necessary for calculations and reliable operation of equipment lightning protection systems.

Список литературыBibliography

1. Кремнев В.В., Месяц Г.А. Методы умножения и трансформации импульсов в сильноточной электротехнике. - Новосибирск: Наука, 1987.1. Kremnev V.V., Mesyats G.A. Methods of multiplication and transformation of pulses in high-current electrical engineering. - Novosibirsk: Science, 1987.

2. Патент RU 2374762 С1, приоритет 29.10.2008. Генератор импульсного напряжения. Патентообладатель: Третьяков Д.В. (RU).2. Patent RU 2374762 C1, priority 10.29.2008. Pulsed voltage generator. Patent holder: Tretyakov D.V. (RU).

3. Патент RU 2317637 С1, приоритет 11.07.2006. Генератор импульсного напряжения. Патентообладатель: ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU).3. Patent RU 2317637 C1, priority 11.07.2006. Pulsed voltage generator. Patent holder: Federal State Unitary Enterprise "RFNC-VNIIEF" (RU).

4. Патент RU 2351064 С1, приоритет 11.07.2007. Способ рекуперации электрической энергии в импульсных установках и устройство для его осуществления. Патентообладатель: Институт физики им. Л.В.Киренского Сибирского отделения РАН (RU).4. Patent RU 2351064 C1, priority 11.07.2007. Method for the recovery of electrical energy in pulse installations and a device for its implementation. Patentee: Institute of Physics. L.V. Kirensky, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (RU).

5. Патент RU 2265952 С1, приоритет 16.03.2004. Устройство магнитного сжатия и умножения напряжения импульса. Патентообладатель: Государственное образовательное учреждения высшего профессионального образования "Красноярский государственный университет", (RU).5. Patent RU 2265952 C1, priority 16.03.2004. Device for magnetic compression and multiplication of pulse voltage. Patent holder: State educational institution of higher professional education "Krasnoyarsk State University", (RU).

6. Патент RU 2097909 С1, приоритет 04.07.1994. Высоковольтный импульсный источник питания (варианты). Патентообладатель: Государственное предприятие Специальное конструкторское бюро научного приборостроения, (RU).6. Patent RU 2097909 C1, priority 04.07.1994. High voltage switching power supply (options). Patent holder: State Enterprise Special Design Bureau of Scientific Instrumentation, (RU).

7. Заявка RU 2003124684 A1, приоритет 07.08.2003. Генератор высоковольтных импульсов. Заявитель: Российская Федерация в лице Министерства по атомной энергии - Минатома РФ (RU) и ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU).7. Application RU 2003124684 A1, priority 07.08.2003. High voltage pulse generator. Applicant: The Russian Federation represented by the Ministry of Atomic Energy - the Ministry of Atomic Energy of the Russian Federation (RU) and the Federal State Unitary Enterprise "RFNC-VNIIEF" (RU).

8. Заявка RU 95106732 A1, приоритет 26.04.1995. Устройство для имитации токов молнии. Патентообладатель (засекр.). Заявитель: Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации.8. Application RU 95106732 A1, priority 04/26/1995. Device for simulating lightning currents. Patent holder (classified). Applicant: Central Physical-Technical Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation.

9. Патент SU 813722 A1, приоритет 26.02.1979. Многоступенчатый генератор импульсных напряжений. Патентообладатель: предприятие п/я Р-6511, (RU).9. Patent SU 813722 A1, priority 02.26.1979. Multistage pulse voltage generator. Patent holder: company p / R-6511, (RU).

10. Патент SU 824413 A1, приоритет 31.01.1978. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ. Патентообладатель: Институт электродинамики АН Украинской ССР.10. Patent SU 824413 A1, priority 01/31/1978. PULSE CURRENT GENERATOR. Patent holder: Institute of Electrodynamics, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR.

11. Патент RU 2185021 С1, приоритет 27.02.2001. Бестрансформаторный высоковольтный генератор импульсов. Патентообладатель: Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики, (RU).11. Patent RU 2185021 C1, priority 02.27.2001. Transformerless high-voltage pulse generator. Patent holder: All-Russian Research Institute of Automation, (RU).

Claims (12)

1. Мобильный генератор импульсных напряжений и токов (М-ГИН), содержащий корпус, заполненный газовым диэлектриком, в котором расположены конденсаторы, резисторы и проводники в герметичном пакете (блоке) с общей рабочей средой из смеси газов, разрядники с образованием сплошного осевого канала между электродами всех соседних разрядников, соединенные с конденсаторами по каскадной схеме умножения напряжения Аркадьева-Маркса, отличающийся тем, что М-ГИН является мобильным прибором, который можно перевозить целиком (без разборки на части) специальным транспортным средством; М-ГИН обеспечивает в полевых условиях генерацию импульса высокого напряжения, который создает импульсы тока в оборудовании, аналогичные токам от прямого удара природной молнии; М-ГИН в рабочем положении находится относительно продольной оси корпуса вертикально, в транспортном - горизонтально на ложементе транспортного средства; наружная поверхность корпуса, выполненного из диэлектрического материала, имеет форму, препятствующую поверхностному электрическому пробою; увеличение предельно допустимого выходного напряжения М-ГИН выполнено с помощью патрубка, увеличивающего изоляционный промежуток между электродом для вывода электрического импульса генератора и землей, и формой наружной поверхности патрубка, препятствующей поверхностному электрическому пробою; нагрузка (весовая и динамическая) от конденсаторов и резисторов (элементов генератора), укрепленных между диэлектрическими пластинами, распределена равномерно между опорной трубой с помощью механического крепления пластин и стенкой корпуса с помощью пневматических (или гидравлически) управляемых распоров пластин в корпусе; герметичные внутренние объемы корпуса генератора с патрубком, опорной трубы и пакета разрядников выполнены таким образом, чтобы раздельно заполнять и регулировать в этих объемах давление газообразного диэлектрика со стороны основания генератора.1. A mobile generator of pulsed voltages and currents (M-GIN), comprising a housing filled with a gas dielectric, in which there are capacitors, resistors and conductors in an airtight package (block) with a common working medium from a mixture of gases, arresters with the formation of a continuous axial channel between electrodes of all neighboring spark gaps connected to capacitors according to the cascade Arkadyev-Marx voltage multiplication scheme, characterized in that the M-GIN is a mobile device that can be transported in its entirety (without disassembling into parts) other vehicle; M-GIN provides in the field the generation of a high voltage pulse, which creates current pulses in the equipment, similar to currents from a direct shock of natural lightning; M-GIN in the working position is relative to the longitudinal axis of the hull vertically, in the transport - horizontally on the tool tray of the vehicle; the outer surface of the housing made of dielectric material has a shape that prevents surface electrical breakdown; an increase in the maximum permissible output voltage of the M-GIN is performed using a nozzle that increases the insulation gap between the electrode to output the generator electric pulse and ground, and the shape of the outer surface of the nozzle, which prevents surface electrical breakdown; the load (weight and dynamic) from the capacitors and resistors (generator elements), mounted between the dielectric plates, is distributed evenly between the support pipe by means of mechanical fastening of the plates and the housing wall using pneumatic (or hydraulically) controlled plate spacers in the housing; sealed internal volumes of the generator housing with a pipe, a support pipe and a package of arresters are made in such a way as to separately fill and regulate in these volumes the pressure of the gaseous dielectric from the side of the generator base. 2. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что патрубок выполнен из диэлектрического материала (пластика) в виде трубы с поперечным сечением подходящей формы (круг, эллипс и т.п.), находится в наивысшей точке верхней части корпуса и соединен с корпусом и электродом герметично.2. M-GIN according to claim 1, characterized in that the pipe is made of a dielectric material (plastic) in the form of a pipe with a suitable cross-section (circle, ellipse, etc.), located at the highest point of the upper part of the housing and connected with housing and electrode hermetically. 3. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что конденсаторы, резисторы и проводники (элементы генератора), укрепленные между пластинами из прочного диэлектрического материала, размещены в плоских одинаковых коробках (например, для цилиндрической формы корпуса в виде дисков или параллелограммов для других подходящих форм корпуса), коробки размещены в корпусе одна над другой и вместе с пластинами являются прозрачными для перемещения газообразного диэлектрика, которым заполнен внутренний объем корпуса и патрубка.3. M-GIN according to claim 1, characterized in that the capacitors, resistors and conductors (generator elements), mounted between plates of strong dielectric material, are placed in identical flat boxes (for example, for a cylindrical body in the form of disks or parallelograms for other suitable forms of the casing), the boxes are placed one above the other in the casing and together with the plates are transparent for moving the gaseous dielectric with which the internal volume of the casing and the nozzle is filled. 4. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что опорная труба, на которой укреплены коробки с элементами генератора через их сквозные отверстия соосно вдоль продольной оси корпуса, герметично соединена с нижней стороны корпуса с опорным основанием и с верхней стороны через подвижное соосное уплотнение с люком в верхней части корпуса таким образом, что внутренний объем опорной трубы отделен от внутреннего объема корпуса.4. M-GIN according to claim 1, characterized in that the support pipe, on which boxes with generator elements are fixed through their through holes coaxially along the longitudinal axis of the housing, are hermetically connected from the lower side of the housing to the supporting base and from the upper side through a movable coaxial a seal with a hatch in the upper part of the housing so that the internal volume of the support pipe is separated from the internal volume of the housing. 5. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что управляемые распоры пластин обеспечивают фиксацию элементов генератора и равномерное распределение нагрузки от них на внутреннюю поверхность корпуса во время транспортировки М-ГИН и установки в вертикальное положение.5. M-GIN according to claim 1, characterized in that the controlled plate spacers ensure the fixation of the generator elements and the uniform distribution of the load from them on the inner surface of the housing during transportation of the M-GIN and installation in an upright position. 6. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что в опорной трубе помещен пакет разрядников, имеющий форму цилиндра с выступающими на его поверхности по винтовой линии контактами разъемов от клемм подключения разрядников.6. M-GIN according to claim 1, characterized in that a package of arresters is placed in the support tube, having the shape of a cylinder with protruding contacts on its surface along a helical line from the terminals for connecting the arresters. 7. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что в сквозных отверстиях коробок имеются ответные к пакету разрядников контакты разъемов, которые, за счет поворота на заданный угол одинаковых коробок (дисков) относительно оси их сквозных отверстий, расположены по винтовой линии, аналогичной как у пакета разрядников, таким образом, чтобы было возможно устанавливать пакет разрядников в опорную трубу через люк в верхней части корпуса без удаления из объема корпуса газообразного диэлектрика.7. M-GIN according to claim 1, characterized in that in the through holes of the boxes there are connectors contacts that are reciprocal to the package of arresters, which, due to rotation of the same boxes (disks) by a given angle relative to the axis of their through holes, are located on a helix, similar to that of a package of arresters, so that it is possible to install a package of arresters in the support pipe through the hatch in the upper part of the housing without removing gaseous dielectric from the volume of the housing. 8. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что ответные (одноименные) контакты разъемов от разрядников и коробок соединяются через промежуточные клеммы (электроды), которые герметично встроены в стенку опорной трубы, контакты разъемов имеют пневматические или гидравлические зажимы, сжимающие клеммы с таким усилием, которое обеспечит требуемый контакт для протекания максимального тока разряда конденсаторов.8. M-GIN according to claim 1, characterized in that the response (same) contacts of the connectors from the arresters and boxes are connected through intermediate terminals (electrodes) that are hermetically integrated into the wall of the support pipe, the connector contacts have pneumatic or hydraulic clamps, compressing terminals with such an effort that will provide the required contact for the passage of the maximum discharge current of the capacitors. 9. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что ответные к пакету разрядников контакты соединены с конденсаторами и резисторами в коробке таким образом, чтобы в момент срабатывания разрядников цепочка параллельно включенных для зарядки конденсаторов во всех коробках перестраивается в цепочку последовательно включенных конденсаторов заданной общей емкости.9. M-GIN according to claim 1, characterized in that the contacts responding to the package of arresters are connected to capacitors and resistors in the box so that at the moment of operation of the arresters, the chain of capacitors connected in parallel for charging capacitors in all boxes is rebuilt into a chain of series-connected capacitors of a given total capacity. 10. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что внутренние объемы корпуса с патрубком и опорной трубы выполнены таким образом, чтобы раздельно заполнять и регулировать в этих объемах давление газообразного диэлектрика с нижней части корпуса, т.е. со стороны опорного основания корпуса.10. M-GIN according to claim 1, characterized in that the internal volumes of the housing with the nozzle and the support pipe are made in such a way as to separately fill and regulate in these volumes the pressure of the gaseous dielectric from the lower part of the housing, i.e. from the support base of the housing. 11. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что пакет разрядников обладает как минимум двумя модификациями включения разрядников: электрическим потенциалом и лучом лазера, направленным по осевому каналу между электродами всех разрядников в пакете.11. M-GIN according to claim 1, characterized in that the package of arresters has at least two modifications of the inclusion of arresters: electric potential and a laser beam directed along the axial channel between the electrodes of all arresters in the package. 12. М-ГИН по п.1, отличающийся тем, что ложемент имеет подъемный механизм и пневматически управляемые захваты корпуса генератора такой конструкции, которая исключает подвижность корпуса М-ГИН относительно ложемента и повреждение его наружной поверхности (препятствующей поверхностному электрическому пробою) при транспортировке и установке в вертикальное положение. 12. M-GIN according to claim 1, characterized in that the lodgement has a lifting mechanism and pneumatically controlled grips of the generator housing of such a design that eliminates the mobility of the M-GIN case relative to the lodgement and damage to its outer surface (preventing surface electrical breakdown) during transportation and installation in vertical position.
RU2010116003/07A 2010-04-23 2010-04-23 Mobile voltage impulse and surge-current generator RU2488132C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116003/07A RU2488132C2 (en) 2010-04-23 2010-04-23 Mobile voltage impulse and surge-current generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116003/07A RU2488132C2 (en) 2010-04-23 2010-04-23 Mobile voltage impulse and surge-current generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010116003A RU2010116003A (en) 2011-10-27
RU2488132C2 true RU2488132C2 (en) 2013-07-20

Family

ID=44997815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010116003/07A RU2488132C2 (en) 2010-04-23 2010-04-23 Mobile voltage impulse and surge-current generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488132C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140118907A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-01 Cooper Technologies Company Dielectric Insulated Capacitor Bank

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU798663A1 (en) * 1979-01-25 1981-01-23 Тольяттинский Политехническийинститут Seismic signal source
US4873609A (en) * 1988-06-20 1989-10-10 Mackey Clifford R Portable electronic unit for treatment of bites by poisonous snakes or other animals or allergic contracts
RU1934U1 (en) * 1994-04-12 1996-03-16 Товарищество с ограниченной ответственностью "Мартъ" OFFLINE SPARK DISCHARGE
RU2317637C1 (en) * 2006-07-11 2008-02-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Impulse voltage generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU798663A1 (en) * 1979-01-25 1981-01-23 Тольяттинский Политехническийинститут Seismic signal source
US4873609A (en) * 1988-06-20 1989-10-10 Mackey Clifford R Portable electronic unit for treatment of bites by poisonous snakes or other animals or allergic contracts
RU1934U1 (en) * 1994-04-12 1996-03-16 Товарищество с ограниченной ответственностью "Мартъ" OFFLINE SPARK DISCHARGE
RU2317637C1 (en) * 2006-07-11 2008-02-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Impulse voltage generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010116003A (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shu et al. Research and application of UHV power transmission in China
CN102162830A (en) Experimental device for simulating high-voltage transmission line flashover discharge caused by forest fire
CN105510753A (en) 100kA lightning current generator for testing impulse characteristics of grounding device
Florkowski et al. Comparison of transformer winding responses to standard lightning impulses and operational overvoltages
CN103353574A (en) Insulation test device for insulated pull rod of GIS (Gas Insulated metal-enclosed Switchgear)
He et al. Potential distribution analysis of suspended-type metal-oxide surge arresters
CN103018587A (en) System and method for electrostatic discharge test of high-voltage cable under high-energy electronic irradiation
CN107144773B (en) Gas-insulated impulse voltage generating device
CN202940748U (en) High-voltage large-current impulse current generator
CN102914708A (en) Response characteristic testing device for metal oxide samples under steep wave front pulses
RU2488132C2 (en) Mobile voltage impulse and surge-current generator
Hallas et al. Cigré Prototype Installation Test for Gas-Insulated DC Systems-Testing a Gas-Insulated DC Transmission Line (DC-GIL) for±550 kV and 5000 A under Real Service Conditions
CN204086334U (en) A kind of two-circuit surge generator
CN212159971U (en) Multifunctional electromagnetic pulse simulation experiment system with shared antenna
Qing et al. New optimization method on electric field distribution of composite insulator
CN105319407A (en) Dual-loop impulse generator
CN202057763U (en) Experimental device of simulating high voltage transmission line flashover discharge triggered by forest fire
CN204028345U (en) A kind of system that detects voltage transformer (VT) and resist earth potential climbing capacity
CN202929132U (en) Device testing response characteristic of metal oxide sample under steep-wave-front pulses
CN216209610U (en) Armored gas impact lightning impulse voltage generator
CN104374963A (en) Variable-frequency power source device for high voltage tests
CN104635192A (en) Power frequency resonance booster power supply used for verifying 550kV voltage transformer in GIS (gas insulated switchgear)
RU193909U1 (en) HIGH VOLTAGE CURRENT LIMITING DEVICE BASED ON HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY
CN113777454A (en) Armored gas impact lightning impulse voltage generator
Weijiang et al. The new technological developments of UHV AC power transmission equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140424